浅析高速公路过湿土处治技术

胡晟 郭嵩

过湿土含水量高,承载力低,稳定性差,容易变形。施工时常常出现“弹簧”现象,无法压实;竣工后,在行车荷载的作用下,极易导致路基路面产生沉陷、变形、失稳破坏。根据现行路基设计施工规范,过湿土无法满足要求,往往只能做弃方处理。因此,如何降低过湿土的含水量,改变过湿土的物理力学性质,使之满足路基填料强度、耐久性和稳定性的要求,成为需要解决的问题。

1 过湿土路基处治措施分析及效果评价

对于过湿土路基的处治,可分为填前对过湿土不进行处理,而通过一些施工措施降低含水量,和通过添加一些吸水性材料降低过湿土的含水量,在填筑前或填筑时改善其物理特性,以保证施工质量。下面对几种常见的方法进行介绍和评价。

1.1 针对过湿路基对其填筑材料填前不进行处理的常用处治方法及其评价

1)强填法。强填法可以根据当地筑路材料情况,合理综合利用当地卵石、粗粒土强填入过湿土中,显著降低含水量。在有效控制压实速度和压实标准的基础上,达到合格的压实度。同时此法能很好控制工期和降低工程建设成本,在当地有合适强填材料的前提下是一种合理可行的方案。2)翻晒法。翻晒法是一种比较经济的方法,即在晴好天气时将铺在路基上还未碾压的土层翻开晾晒,通过日照和大气流动降低土层的含水量。但该法降低土料含水率的速度较慢,受天气影响也较大,如果遇到连续阴雨天气,往往会延误工期,反而增加建设费用。此外,翻晒法的施工质量不易控制,容易造成局部土含水率偏高,碾压时产生局部翻浆和弹簧现象。根据施工经验,该法只适用于天然稠度大于0.9的土。对于天然稠度小于0.9的土采用单一的翻晒法是不可行的。3)加筋换填法。路基回弹模量随着换填厚度的增加而增加,但换填厚度增加到一定值时,土基回弹模量增长趋势缓慢,一味的增加换填厚度是不经济的。同样换填厚度的条件下,加筋层数越多,加筋效果越好。宜将加筋材料置于换填底部。采用双层弹性连续体系理论求解换填厚度是可行的。加筋换填处治技术处治过湿土挖方路基可保持工程质量,且安全可靠,简单易行。

1.2 针对过湿路基对其填筑材料填前处理的常用处治方法及其评价

1)石灰处治过湿土。在取土坑中用生石灰与土拌和后焖灰,利用生石灰在消解过程中的吸水作用降低土的含水量,并通过石灰中的活性钙、镁离子与土中的阳离子反应,改变土的塑限,使土变得松散,能有效地缩短施工周期,提高强度。当石灰剂量较低时,石灰主要起稳定作用,使土的塑性、膨胀性、吸水量降低,具有一定的水稳性。随着石灰剂量的增加,石灰土的强度和稳定性提高,但当剂量超过一定范围时,过多的石灰在空隙中自由存在,将导致石灰土的强度下降,所以应控制石灰剂量。2)二灰处治过湿土。用二灰处置过湿土的强度也较高,但对改善施工进度和压实条件效果不太明显,尤其是在拌和均匀方给施工带来较大困难,但方案造价较低。有条件和料源充分的条件下,可优先采用。3)NCS固化剂处理过湿土。NCS的性能使土体的液限降低,塑限提高,塑性指数减小,使土更易压实。由于NCS的吸水率要高于其他无机结合料,且NCS的强度、水稳定性、抗冻性能均高于白灰土,且其掺配比例小于白灰。所以NCS处理有机土虽然稠度状态改变不大,但强度仍然较高,再加上其强烈的吸水性,仍能取得更好的效果。

1.3 处治措施效果评价

过湿土经处治后,通常采用以下方法评价其处治效果:1)土体指标检测:测其物理指标,土的液限,塑限,塑性指数及含水量等。通过这些指标的变化来说明过湿土质的改善。2)压实度和弯沉检测:试验路填筑至路床顶面标高后,进行弯沉测定,同时检测路床压实度。按《公路路面基层施工技术规范》A.0.2回归方程式计算路床顶面回弹弯沉值。3)回弹模量检测:采用承载板法测定其土基回弹模量。对石灰改良过湿土的方法试验时,先进行预定含灰量土的重型击实试验,得到各种含灰量的石灰稳定土的最大干密度和最优含水量,然后在试样含水量稍低于最优含水量(3%的范围内)的条件下制备不同压实度的石灰稳定土试样,制样方法与控制压实度的素填土相同。试样制好后,先在恒温恒湿箱中(20±2)℃,湿度大于92%的条件下养护13 d,然后放入地下室浸入水中继续养护,在规定的时间进行回弹模量试验。得到回弹模量与压实度、养护龄期的关系。

2 结语

根据过湿土的性质,施工当地原材料的价格质量,选择合适的过湿土处治方法,降低含水量,使之满足施工的要求,既能加快施工进度,也能保证施工质量。

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